Lovely★Complex bercerita tentang cinta tidak biasa bagi Koizumi Risa dan Ootani Atsushi, yang keduanya berusaha untuk menemukan pasangan ideal mereka di SMA. Dengan 172 cm Koizumi jauh lebih tinggi dari rata-rata cewek di jepun, dan Ootani jauh lebih pendek dari rata-rata pria di jepun dengan tinggi 156 cm.
Penampilan fisik mereka yang beda jauh menjadi bulan-bulanan candaan di kelas mereka, walaupun seperti itu mereka saling mencintai pada pandangan pertama. Memburuknya masalah, mereka bahkan diberi label sebagai komedian kelas oleh guru wali kelas mereka karena kepribadian mereka dan perbedaan mencolok di kelas mereka dan teman sekelas mereka bahkan menganggap mereka seperti sketsa kelas.
Lovely★Complex mengikuti Koizumi dan Ootani karena mereka saling mendorong dalam menemukan cinta dan menjadi teman dekat. Terlepas dari kejenakaan mereka yang menggelikan, mereka segera menemukan kesamaan yang tak terduga dalam selera musik dan fashion mereka. Mungkin mereka memiliki chemistry namun belum diketahui, tapi mungkinkah bisa mekar di antara pasangan yang tidak serasi?
